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Die korrekte Haftung zwischen dem Teil und der Unterlage ist entscheidend, um Fehler beim Druck zu vermeiden. Die Verbindung zwischen der ersten Druckschicht und der Oberfläche der Plattform erfüllt zwei grundlegende Funktionen:
Die Haftung zwischen dem Teil und dem Untergrund wird hauptsächlich durch vier Faktoren bestimmt:
Die physikalisch-chemische Affinität zwischen dem Druckmaterial und der Substratoberfläche ist vielleicht der wichtigste Parameter, der berücksichtigt werden muss. Aus diesem Grund ist es heute üblich, speziell für den 3D-Druck entwickelte Polymerbeschichtungen auf der Oberfläche der Plattform zu verwenden. Es ist sehr wichtig, ein Produkt zu verwenden, das mit dem verwendeten Druckmaterial kompatibel ist, da einige Materialien, wie PP oder Nylon, spezielle Produkte erfordern.
Es gibt hauptsächlich zwei Arten von Lösungen:
Eine größere Kontaktfläche zwischen dem Teil und dem Untergrund führt zu einer besseren Haftung. Bei großen Teilen in Druckern ohne beheizte Kammer ist Vorsicht geboten, da sie zwar eine größere Kontaktfläche haben, aber auch ein größeres Volumen und damit höhere Spannungen durch die Schrumpfung beim Abkühlen. Das am häufigsten verwendete Mittel zur Vergrößerung der Kontaktfläche ist das Anbringen eines Randes auf dem Teil während des Laminierens. Die Kante wird nur auf die erste Schicht oder in einigen Fällen auf die ersten 2 oder 3 Schichten aufgebracht, wodurch die Kontaktfläche des Teils vergrößert wird, ohne die Schrumpfungsspannungen zu erhöhen. Es gibt auch andere Möglichkeiten, die Kontaktfläche zu vergrößern, wie z. B. die Erhöhung des Extrusionsfaktors während der ersten Schicht, obwohl dies nicht empfohlen wird.
Einige Drucker verfügen auch über raue oder strukturierte Beschichtungen, was eine weitere Möglichkeit ist, die Kontaktfläche und damit die Haftung zu erhöhen.
Die Temperatur der Druckunterlage hat eine doppelte Funktion in Bezug auf die Haftung. Wenn er gleich oder etwas höher als die Tg des Druckmaterials ist, verhindert er einerseits die Schrumpfung durch Abkühlung der ersten Schichten und reduziert so die Spannungen, die zum Abheben oder Ablösen des Teils führen könnten. Andererseits begünstigt es die chemische Bindung zwischen dem Druckmaterial und dem Beschichtungsmaterial der Druckoberfläche. Es wird empfohlen, dass die Temperatur des Trägermaterials gleich oder etwas höher als die Tg des Druckmaterials ist. Es ist jedoch nicht ratsam, viel höhere Temperaturen einzustellen, da sie die Haftung verringern und Verformungen wie Elefantenfüße verursachen können.
Es ist auch sehr wichtig, den Zustand unserer Druckunterlagen zu überprüfen. Trotz Einhaltung der drei vorangegangenen Punkte kann es aufgrund eines schlechten Zustands oder einer schlechten Wartung des Untergrunds zu Haftungsproblemen kommen. Die folgenden Punkte sollten regelmäßig überprüft werden:
Die Hauptfolge einer schlechten Haftung auf der Druckoberfläche ist, dass sich das Teil von der Unterlage löst. Dies führt immer zu Druckfehlern, kann aber in einigen Fällen auch die Ursache für Geräteausfälle oder -brüche sein.Wenn sich das Teil ablöst und sich von seiner ursprünglichen Position entfernt, druckt der Drucker weiter, ohne ein Substrat zu haben, auf das das neue Material aufgebracht werden kann. Dies führt dazu, dass der Kunststoff an der Düse und dem Block klebt und eine Masse bildet, die im Laufe des Druckvorgangs wächst. Wenn sie nicht rechtzeitig gestoppt wird, wächst diese Masse geschmolzenen Kunststoffs so stark an, dass sie die Anlage unbrauchbar machen kann.
Um Adhäsionsprobleme zu verstehen und zu lösen, muss berücksichtigt werden, dass das Teil durch zwei Mechanismen abgelöst werden kann.
Wenn keine gute Haftung zwischen der Druckoberfläche und der ersten Schicht besteht, wird sich das Teil aufgrund der Reibung der Düse während des Drucks und der Vibrationen vollständig ablösen. In der Regel tritt der Fehler zu Beginn des Druckvorgangs auf. In diesem Fall ist es ratsam, die folgenden Punkte zu überprüfen:
Es kann sein, dass die Haftung auf dem Untergrund sehr gut ist, das Teil sich aber an den Enden abzulösen beginnt. Der Grund dafür ist, dass die Schrumpfung während des Abkühlens Spannungen von der Außenseite des Teils zur Mitte hin erzeugt, die eine Verformung des Teils bewirken. In diesen Fällen reicht die Haftung zwischen dem Teil und dem Untergrund nicht aus, um die durch die Schrumpfung erzeugten Spannungen auszugleichen. Dieses Phänomen wird als Verziehen bezeichnet. In diesem Fall löst sich das Teil allmählich ab, und der Druck kann jederzeit fehlschlagen, sogar einige Minuten vor Ende des Druckvorgangs.In diesem Fall kann versucht werden, die Haftung zu verbessern, um den Verzug zu kompensieren, aber es müssen auch andere Faktoren wie die Laminierungsparameter, die Materialart oder die Umgebungstemperatur berücksichtigt werden.
In manchen Fällen kann eine übermäßige Haftung auf dem Untergrund das Trennen des Teils sehr schwierig machen. In diesen Fällen sollte Folgendes geprüft werden:
Wenn ein Problem mit übermäßiger Adhäsion auftritt, gibt es mehrere Möglichkeiten, die Entfernung der Teile zu fördern:
Bei der Verwendung von Glassockeln ist besondere Vorsicht geboten, da eine hohe Bruchgefahr besteht. Es ist nicht ungewöhnlich, dass beim Entfernen von fest verklebten Teilen von gehärteten Glasböden ein Stück der Glasoberfläche abbricht.
Durch die Verwendung flexibler Sockel wird dieses Problem weitgehend vermieden, so dass diese Option sehr zu empfehlen ist.
In diesem Leitfaden werden Konzepte in allgemeiner Form erörtert und nicht auf eine bestimmte Marke oder ein bestimmtes Modell eingegangen, auch wenn diese an einigen Stellen erwähnt werden. Die Kalibrierungs- oder Einstellverfahren können sich von Marke zu Marke und von Modell zu Modell erheblich unterscheiden. Es wird daher empfohlen, vor dem Lesen dieses Leitfadens das Handbuch des Herstellers zu konsultieren.
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